CN108525714B - 一种储液和自动进样装置及其应用 - Google Patents

一种储液和自动进样装置及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种储液和自动进样装置及其应用，所述装置包括储液腔(1)和柱塞(2)，所述柱塞(2)装载于所述储液腔(1)内；所述柱塞(2)的外表面上设置有至少一个卡扣，所述储液腔(1)的内表面上设置有至少两个卡槽，通过与卡扣连接限定柱塞(2)的位置。本发明的装置利用柱塞对储液腔的密封作用，实现了将检测试剂集成于储液腔中的效果，降低了运输的成本，利用柱塞对储液腔内储液袋的挤压作用，实现了检测试剂的自动释放，避免了试剂污染，消除了人工操作，简化了操作步骤，降低了实验误差，在微流控领域具有重要应用。

Description

一种储液和自动进样装置及其应用
技术领域
本发明属于微流控技术领域，涉及一种储液和自动进样装置及其应用。
背景技术
微流控芯片技术将样本前处理、混合、提取、分离、反应和检测等传统实验操作有序地集成在一个或多个微流控芯片上，相较于传统的检测技术，微流控芯片技术检测时间短、试剂用量少、操作自动化、检测标准化，有效降低了实验误差。近年来，微流控芯片技术在蛋白检测、DNA测序、细胞分选与培养、生化离子检测和食品检测等领域得到广泛应用。
早期微流控芯片的检测试剂采用外源储液方式，运输和储存成本高，配合手动进样，实验误差较大。最近涌现出越来越多的新型基于微流控芯片的自动进样***。
CN 102735864 A公开了一种微流控芯片手动空气压力进样方法，通过推动密闭的一段空气，向另一端产生的压力为动力，驱动形成密闭通路的检测芯片微通道回路中的液体，向指定的目标方向流动；并经过微流控芯片上的检测器位置，从而完成物质的分析检测；在微流控芯片的进样口处，设置有空腔11，储存反应液和作为驱动的空气，非常有利于人为掌握反应检测时机，容易产生持续的空气压力作为微流控芯片内液体移动所需的动力，实现驱动。本发明的手动混合进样方式，性价比高、简便实用，是微流控芯片最佳轻量级进样方案，尤其适用于野外现场检测分析。可以广泛地在各种微流控芯片检测装置上应用，具有较好的通用性。然而该方法不适用于试剂存储。
CN 106984370 A公开了一种基于微流控芯片的自动进样***，包括微流控芯片和向所述微流控芯片内输入样本的进样装置，还包括生成负压的负压控制装置；所述进样装置包括盛放样品的孔板，所述微流控芯片的进样端口处密封连接有抽吸针，所述负压控制装置生成自所述孔板向所述微流控芯片的气压，以将所述孔板内的样本通过所述抽吸针吸入所述微流控芯片。该自动进样***使样本直接通过抽吸针，经负压引入微流控芯片内，避免了人工加样，提高了检测自动化程度，减少了交叉污染。然而该自动进样***结构复杂，体积较大，成本较高，不适用于小型微流控装置。
因此，提供一种集试剂存储、自动进样多种功能的微流控芯片的储液和自动进样装置，简化操作流程，避免人工操作，降低实验误差，在微流控技术领域具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种储液和自动进样装置及其应用，所述装置基于柱塞驱动进样方式，具有进样稳定、驱动范围广等特点，通过挤压储液袋使储液袋破裂，释放检测试剂，过程完全自动化，降低了实验误差。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种储液和自动进样装置，所述装置包括储液腔1和柱塞2，所述柱塞2装载于所述储液腔1内；
所述柱塞2的外表面上设置有至少一个卡扣，所述储液腔1的内表面上设置有至少两个卡槽，通过与卡扣连接限定柱塞2的位置。
本发明中，将柱塞置于储液腔中，不仅保证了储液腔的密封性，而且通过卡扣与卡槽的连接，限定了柱塞在储液腔内的位置，当柱塞上的卡扣与储液腔内的第一卡槽相连接，柱塞处于储液位，当柱塞上的卡扣与储液腔内的第二卡槽相连接，柱塞处于液体释放位，柱塞挤压储液腔内的储液袋，使储液袋破裂，检测试剂流出，达到自动加样的目的。
优选地，所述柱塞2的外表面上设置有一对高度相同的卡扣7，位于柱塞2的对侧面。
优选地，所述储液腔1的内表面上设置有两对高度不同的卡槽，位于储液腔1的对侧面。
优选地，所述卡槽包括第一卡槽对4和第二卡槽对5。
本发明中，通过设置一对高度相同的卡扣和两对高度不同的卡槽，加强了卡扣与卡槽的连接作用。
优选地，所述储液腔1的底面上设置有微流通道6。
本发明中的储液腔通过微流通道与下游腔体连通，储液腔内装有的检测试剂也通过微流通道流入下游腔体。
优选地，所述储液腔1的体积为10-500μL，例如可以是10μL、50μL、100μL、150μL、200μL、250μL、300μL、350μL、400μL、450μL或500μL。
优选地，所述微流通道6的直径为100-500μm，例如可以是100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。
优选地，所述装置采用高分子材料注塑形成。
优选地，所述高分子材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯中的任意一种或至少两种的组合，优选为聚甲基丙烯酸甲酯。
优选地，所述储液腔1中装有检测试剂，所述检测试剂装于密封储液袋中。
优选地，所述储液袋采用塑料薄膜、铝箔或铝塑复合材料中的任意一种或至少两种的组合制备得到，优选为采用铝塑复合材料制备得到。
本发明的密封储液袋采用容易撕裂的密封方式密封，在柱塞的压力作用下，储液袋破裂，实现检测试剂的自动释放。
优选地，所述储液袋采用热封、激光处理、粘接或超声波焊接中的任意一种或至少两种的组合进行封合。
本发明中，所述装置的工作过程如下：
(1)将检测试剂装入储液袋封合，放置于储液腔中；
(2)将柱塞***储液腔中，使柱塞的卡扣7与储液腔内的第一卡槽对4连接，柱塞处于储液位；
(3)向柱塞加压，使柱塞的卡扣7与储液腔内的第二卡槽对5连接，柱塞处于液体释放位，柱塞挤压储液袋使储液袋破裂，检测试剂流出，通过微流通道流入下游腔体。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的装置在微流控芯片中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的装置利用柱塞对储液腔的密封作用，实现了将检测试剂集成于储液腔中的效果，降低了运输的成本；
(2)本发明的装置利用柱塞对储液腔内储液袋的挤压作用，实现了检测试剂的自动释放，避免了试剂污染，消除了人工操作，简化了操作步骤，降低了实验误差；
(3)本发明的装置在微流控领域具有重要应用。
附图说明
图1为本发明装置的正视剖视示意图；
图2为本发明装置的东南等轴透视示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例和附图对本发明作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
实施例1装置的组装
本实施例的装置的视剖视示意图如图1所示，东南等轴透视示意图如图2所示。
所述装置包括储液腔1和柱塞2，所述柱塞2装载于所述储液腔1内；
所述柱塞2的外表面上设置有一对高度相同的卡扣7，位于柱塞2的对侧面；
所述储液腔1的内表面上设置有两对高度不同的卡槽，分别为第一卡槽对4和第二卡槽对5，位于储液腔1的对侧面；
所示卡槽对通过与卡扣对连接限定柱塞2的位置；
所述储液腔1的底面上设置有微流通道6；
所述储液腔1的体积为10-500μL；
所述微流通道6的直径为100-500μm；
所述储液腔1中装有检测试剂，所述检测试剂装于密封储液袋中。
本发明的装置的工作过程如下：
(1)将检测试剂装入储液袋封合，放置于储液腔中；
(2)将柱塞***储液腔中，使柱塞的卡扣7与储液腔内的第一卡槽对4连接，柱塞处于储液位；
(3)向柱塞加压，使柱塞的卡扣7与储液腔内的第二卡槽对5连接，柱塞处于液体释放位，柱塞挤压储液袋使储液袋破裂，检测试剂流出，通过微流通道流入下游腔体。
实施例2
本实施例的装置采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)注塑形成，储液袋采用铝塑复合材料制备得到。将50μL检测试剂注入储液袋中，采用热封工艺封合后，置于储液腔中，并***柱塞处于储液位，此状态下进行装置的保存和运输。当进行实验时，向柱塞施加压力，使柱塞从储液位移动至液体释放位，储液袋破裂，检测液体试剂从储液腔中通过微流通道流入下游腔体，实现检测试剂的自动加样。
实施例3
本实施例的装置采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)注塑形成，储液袋采用塑料薄膜制备得到。将10μL检测试剂注入储液袋中，采用激光处理工艺封合后，置于储液腔中，并***柱塞处于储液位，此状态下进行装置的保存和运输。当进行实验时，向柱塞施加压力，使柱塞从储液位移动至液体释放位，储液袋破裂，检测液体试剂从储液腔中通过微流通道流入下游腔体，实现检测试剂的自动加样。
实施例4
本实施例的装置采用聚乙烯(PE)注塑形成，储液袋采用铝箔制备得到。将500μL检测试剂注入储液袋中，采用粘接工艺封合后，置于储液腔中，并***柱塞处于储液位，此状态下进行装置的保存和运输。当进行实验时，向柱塞施加压力，使柱塞从储液位移动至液体释放位，储液袋破裂，检测液体试剂从储液腔中通过微流通道流入下游腔体，实现检测试剂的自动加样。
综上所述，本发明的装置利用柱塞对储液腔的密封作用，实现了将检测试剂集成于储液腔中的效果，降低了运输的成本，利用柱塞对储液腔内储液袋的挤压作用，实现了检测试剂的自动释放，避免了试剂污染，消除了人工操作，简化了操作步骤，降低了实验误差，在微流控领域具有重要应用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (11)

1.一种储液和自动进样装置，其特征在于，所述装置包括储液腔（1）和柱塞（2），所述柱塞（2）装载于所述储液腔（1）内；
所述柱塞（2）的外表面上设置有一对高度相同的卡扣（7），位于柱塞（2）的对侧面，所述储液腔（1）中装有检测试剂，所述检测试剂装于密封储液袋中，所述储液腔（1）的内表面上设置有两对高度不同的卡槽，位于储液腔（1）的对侧面，两对高度不同的所述卡槽与卡扣连接后，沿所述储液腔（1）的内表面由上至下分别为储液位与液体释放位，所述卡槽通过与卡扣连接限定柱塞（2）的位置，所述储液腔（1）的底面上设置有微流通道（6）。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卡槽包括第一卡槽对（4）和第二卡槽对（5）。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储液腔（1）的体积为10-500μL。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微流通道（6）的直径为100-500μm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置采用高分子材料注塑形成。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述高分子材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚乙烯中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储液袋采用塑料薄膜、铝箔或铝塑复合材料中的任意一种或至少两种的组合制备得到。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述储液袋为采用铝塑复合材料制备得到。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储液袋采用热封、激光处理、粘接或超声波焊接中的任意一种或至少两种的组合进行封合。
11.一种如权利要求1-10任一项所述的装置在微流控芯片中的应用。
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